5.1歐姆定律

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5.1 歐姆定律 第1課時(shí) 教學(xué)目標(biāo) 一、知識(shí)與能力 理解歐姆定律，能進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算。 二、過程與方法 通過實(shí)驗(yàn)探究，自己找出電流與電壓、電阻的關(guān)系，學(xué)習(xí)科學(xué)探究方法。 三、情感、態(tài)度與價(jià)值觀 1.讓學(xué)生體驗(yàn)和經(jīng)歷科學(xué)探究的過程，形成尊重事實(shí)、探究真理的科學(xué)態(tài)度。 2.結(jié)合歐姆的故事，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和堅(jiān)持不懈的科學(xué)精神。 教學(xué)重難點(diǎn) 【教學(xué)重點(diǎn)】 探究電流、電壓和電阻的關(guān)系，理解歐姆定律。 【教學(xué)難點(diǎn)】 理解各物理量間的辯證關(guān)系。 教學(xué)過程 一、播放錄像和演示實(shí)驗(yàn)，導(dǎo)入新課 1.播放：燈光逐漸變亮，音樂漸起，幽靜的湖畔，朦朧的月色，一群美麗的白天鵝出現(xiàn)在舞臺(tái)上，隨著燈光變化，翩翩起舞。 2.演示：閉合臺(tái)燈開關(guān)，然后調(diào)節(jié)旋鈕，使其亮度逐漸發(fā)生變化。 3.演示：調(diào)節(jié)錄音機(jī)的旋鈕，使其音量逐漸發(fā)生變化。 問題：通過剛才的觀察，你發(fā)現(xiàn)了什么？有什么樣的想法？ 二、進(jìn)行新課 (一)實(shí)驗(yàn)探究：怎樣改變電流的大?。? 提出問題：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，你能猜想出哪些因素能影響電流的大??？怎樣改變電流的大小？ 教師用線路板組成(或多媒體出示)與圖5－1－1的電路圖相對(duì)應(yīng)的實(shí)物圖： 學(xué)生回答情況參考： (1)電壓使電路中形成電流，所以電壓越大，電流越大。 (2)電阻表示導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用，所以電阻越大，電流越小。 學(xué)生猜想：改變電流方案。 (1)改變電池節(jié)數(shù)，通過改變電壓來改變電路中的電流。 (2)利用滑動(dòng)變阻器改變電路中的電阻，來改變電路中的電流。 那么如何驗(yàn)證我們的猜想呢？ 將學(xué)生分組驗(yàn)證兩種猜想。 (1)把2.5V小燈泡和電流表分別跟一節(jié)干電池和兩節(jié)干電池串聯(lián)組成電路。閉合開關(guān)，觀察先后兩次電流表示數(shù)及小燈泡的亮度。分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，驗(yàn)證猜想(1)是否正確。 (2)把2.5V小燈泡和電流表及滑動(dòng)變阻器串聯(lián)在一起組成電路，閉合開關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片的位置，觀察先后兩次電流表示數(shù)及小燈泡的亮度。分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，驗(yàn)證猜想(2)是否正確。 引導(dǎo)學(xué)生得出結(jié)論：電路中的電流與導(dǎo)體兩端的電壓及導(dǎo)體的電阻有關(guān)。 (二)探究電流與電壓、電阻的關(guān)系。 (1)提出問題：電流與電壓、電阻之間有什么樣的定量關(guān)系呢？ (2)學(xué)生猜想，教師記錄于副板書上。 (3)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)： ①問題：電流可能受電壓和電阻兩個(gè)因素的影響，如果兩個(gè)因素同時(shí)變化(如在改變電壓的同時(shí)，也改變電阻)，能否判斷電流變化是誰引起的嗎？ ②確定實(shí)驗(yàn)方法：控制變量法。在物理學(xué)中，一個(gè)物理量往往受兩個(gè)或多個(gè)因素影響，為了研究這個(gè)量與其中的一個(gè)因素的關(guān)系，可以固定其他的一些因素，只改變一個(gè)，以此進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，這種研究物理問題的方法叫“控制變量法”。 ③確定實(shí)驗(yàn)方案：先讓電阻保持不變，改變電壓，觀察電流隨電壓變化的情況；再保持電壓不變，改變電阻，觀察電流隨電阻變化的情況。 1.探究電流與電壓的關(guān)系。 (1)問題：請(qǐng)同學(xué)們討論，這個(gè)實(shí)驗(yàn)需要哪些器材？它們的作用各是什么？怎樣才能改變電阻兩端的電壓？畫出電路圖。 (2)教師分析歸納學(xué)生的改變電阻兩端電壓的方法和實(shí)驗(yàn)電路，提出異議，引導(dǎo)學(xué)生確定最佳實(shí)驗(yàn)方案，板書合理的器材選擇、電路圖、數(shù)據(jù)記錄方法、操作過程。 (3)電腦出示實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意的問題： ①連接電路時(shí)，開關(guān)應(yīng)處于________狀態(tài)。 ②滑動(dòng)變阻器的滑片處于阻值________位置。 ③注意認(rèn)清電壓表、電流表的________接線柱。 ④電壓表量程選________V，電流表量程選________A。 ⑤閉合開關(guān)前，應(yīng)________電路，確認(rèn)無誤后方可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 ⑥實(shí)驗(yàn)中，閉合開關(guān)后，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，使R兩端的電壓成整數(shù)倍地變化(如1V、2V、3V)，讀出每次加在R上的電壓值和電流值，并填入教材第73頁表格中。 (4)學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，教師巡視指導(dǎo)，幫助理解有困難的學(xué)生。 (5)請(qǐng)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)表格中的數(shù)據(jù)，當(dāng)電壓成倍數(shù)地增大時(shí)，電流是怎樣變化的？由此可以歸納出什么結(jié)論？ 教師引導(dǎo)總結(jié)：在電阻一定的情況下，導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比。 2.探究電流與電阻的關(guān)系。 (1)利用剛才的電路如何用實(shí)驗(yàn)研究電流跟電阻的關(guān)系？怎樣改變電阻的大小？ (2)在改變電阻時(shí)，加在電阻兩端的電壓也要改變，怎樣才能保持每次電阻兩端的電壓不變呢？ (3)學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)中，換用不同的電阻，閉合開關(guān)后，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，使R兩端的電壓(如U＝2V)保持不變，讀出每次R的電阻值和電流值，并填入表格。 (4)學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，教師巡視指導(dǎo)，幫助遇到困難的學(xué)生。 (5)請(qǐng)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)表格中的數(shù)據(jù)，當(dāng)電阻成倍數(shù)地增大時(shí)，電流是怎樣變化的？由此可以歸納出什么結(jié)論？ 教師引導(dǎo)總結(jié)：在電壓一定的情況下，導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體的電阻成反比。 學(xué)以致用：解釋開頭提出的問題，可以用多媒體展示其實(shí)物圖與電路圖進(jìn)行分析。 評(píng)估交流：讓學(xué)生討論在實(shí)驗(yàn)中遇到的問題以及自己對(duì)問題的看法和解決辦法，使學(xué)生意識(shí)到共同討論可以發(fā)現(xiàn)自己的不足，可以借鑒別人的經(jīng)驗(yàn)。 三、反思總結(jié)，布置思考題 1.請(qǐng)學(xué)生總結(jié)本節(jié)課的主要收獲，教師再作適當(dāng)?shù)难a(bǔ)充。 2.教師進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)本節(jié)課的重點(diǎn)、難點(diǎn)和關(guān)鍵點(diǎn)。 3.布置思考題及課后作業(yè)。 思考題：電流、電壓、電阻之間有什么樣的定量關(guān)系呢？ 第2課時(shí) 教學(xué)目標(biāo) 一、知識(shí)與能力 1.理解歐姆定律的內(nèi)容及其表達(dá)式的物理意義，了解定律中各物理量的單位。 2.能熟練地運(yùn)用歐姆定律計(jì)算有關(guān)電壓、電流和電阻的簡(jiǎn)單問題。 二、過程與方法 1.通過分析，掌握電流與電壓、電阻之間的定量關(guān)系。 2.通過計(jì)算，學(xué)會(huì)解答電學(xué)計(jì)算題的一般方法，培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維能力，培養(yǎng)學(xué)生解答電學(xué)問題的良好習(xí)慣。 三、情感、態(tài)度與價(jià)值觀 通過對(duì)歐姆生平的介紹，學(xué)習(xí)科學(xué)家獻(xiàn)身科學(xué)、勇于探索真理的精神，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。 教學(xué)重難點(diǎn) 【教學(xué)重點(diǎn)】 理解歐姆定律，能用其進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算。 【教學(xué)難點(diǎn)】 理解歐姆定律并應(yīng)用。 教學(xué)過程 一、復(fù)習(xí)提問引入新課 提出問題： 1.在上一節(jié)“探究導(dǎo)體上的電流跟兩端電壓、電阻的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)用了哪種研究問題的方法？ 2.在研究過程中控制了哪個(gè)物理量？ 3.利用上節(jié)課得出的結(jié)論，填寫表格，并闡述理由。(可利用多媒體或投影將表格投出) 表一(電阻一定) 電壓U/V 1.5 3 電流I/A 0.3 0.8 表二(電壓一定) 電阻R/Ω 5 10 電流I/A 0.6 0.2 進(jìn)一步引申：如果我們?cè)僦纼蓚€(gè)表中的任意一個(gè)數(shù)據(jù)，你能不能繼續(xù)求出另外一個(gè)呢？ 二、新課教學(xué) (三)歐姆的研究發(fā)現(xiàn) 1.推導(dǎo)歐姆定律。 教師：你們能不能將探究活動(dòng)中的兩個(gè)結(jié)論用一句話概括出來？ 學(xué)生討論，相互總結(jié)，相互補(bǔ)充，達(dá)成共識(shí)。 教師：上節(jié)課我們通過實(shí)驗(yàn)得出了導(dǎo)體中的電流跟它兩端的電壓和它的電阻的關(guān)系，請(qǐng)一位同學(xué)敘述一下這個(gè)關(guān)系。大家認(rèn)為他說得對(duì)嗎？ 上節(jié)課我們?cè)?jīng)把這個(gè)關(guān)系用數(shù)學(xué)式子表示出來，是怎樣表示的？(學(xué)生回答，教師板書) 副板書：R一定時(shí)，I1/I2＝U1/U2　(1) U一定時(shí)，I1/I2＝R2/R1　(2) 2.認(rèn)識(shí)歐姆定律。 教師：我們這節(jié)課要學(xué)習(xí)的就是將這些關(guān)系綜合起來，得出一個(gè)電學(xué)基本規(guī)律，即歐姆定律。 板書：歐姆定律(第2課時(shí)) 教師：歐姆定律的內(nèi)容是什么呢？讓大家閱讀課本，請(qǐng)一位同學(xué)朗讀歐姆定律的內(nèi)容。 歐姆定律的內(nèi)容：導(dǎo)體中的電流，跟這段導(dǎo)體兩端的電壓成正比，跟這段導(dǎo)體的電阻成反比。 通過多媒體課件簡(jiǎn)單介紹歐姆的貢獻(xiàn)及當(dāng)時(shí)的實(shí)驗(yàn)條件，讓學(xué)生感受科學(xué)家探究真理的艱辛和鍥而不舍的精神。 提出問題：對(duì)比剛才分析數(shù)據(jù)得出的電流與電壓、電阻關(guān)系，你怎么理解歐姆定律中的“正比”與“反比”呢？ 學(xué)生相互討論，發(fā)表自己的觀點(diǎn)。 教師補(bǔ)充解釋：歐姆定律的內(nèi)容中在說到“正比”或“反比”時(shí)，沒有說“在電阻一定的情況下”或“電壓不變的情況下”，這是否意味著“導(dǎo)體中的電流跟它兩端的電壓成正比”不需要保持電阻不變這個(gè)條件了呢？不是的。只有電阻一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流才會(huì)跟它兩端的電壓成正比。同樣，也只有電壓不變時(shí)，導(dǎo)體中的電流才會(huì)跟它的電阻成反比。定律作了簡(jiǎn)明的敘述，但暗含了這兩個(gè)條件，這是對(duì)定律應(yīng)注意的一個(gè)方面。另一方面，定律沒有指明“正比”“反比”所應(yīng)滿足的條件，還意味著它能適用于電壓、電阻同時(shí)都變化時(shí)電流應(yīng)如何變化的情形，這種情形在以后的學(xué)習(xí)中將會(huì)遇到。其次歐姆定律中說到的電流、電壓、電阻都是屬于同一段導(dǎo)體的，在后面將歐姆定律用于串聯(lián)電路和并聯(lián)電路時(shí)，注意到這一點(diǎn)是很必要的。 3.歐姆定律公式。 提出問題：根據(jù)你對(duì)歐姆定律的理解，你認(rèn)為如果把歐姆定律的內(nèi)容用公式來表述，應(yīng)該怎么表述呢？公式中的各個(gè)符號(hào)的意義和單位分別是什么？ 學(xué)生自己閱讀教材認(rèn)識(shí)。 歐姆定律的公式：I＝U/R。 教師總結(jié)有關(guān)歐姆定律的幾點(diǎn)說明(多媒體出示)： ①歐姆定律中的電流、電壓和電阻這三個(gè)量是對(duì)同一段導(dǎo)體而言的。 ②對(duì)于同一段電路，只要知道I、U和R三個(gè)物理量中的兩個(gè)，就可以應(yīng)用歐姆定律求出另一個(gè)。 ③使用公式進(jìn)行計(jì)算時(shí)，各物理量要用所要求的單位。電壓的單位用V，電阻的單位用Ω，電流的單位用A。 (四)歐姆定律的應(yīng)用。 那么我們可以利用歐姆定律來解答哪些問題呢？ 多媒體出示例題：手電筒的小燈泡上標(biāo)有“2.5V　0.3A”，表示加2.5V電壓時(shí)，通過的電流為0.3A，燈泡正常發(fā)光。燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻是多少？ 學(xué)生閱讀完后，讓學(xué)生結(jié)合“有關(guān)歐姆定律的幾點(diǎn)說明”思考并試著解答。 教師結(jié)合例題引導(dǎo)分析并板書。 (1)可以計(jì)算的問題：U、R、I三個(gè)量中，知道兩個(gè)可求其余一個(gè)。 公式：I＝U/R；變形公式：U＝IR、R＝U/I。 (2)解答問題的思路和格式：畫出電路圖或?qū)懗鲆阎獥l件、求解物理量→寫出根據(jù)公式→代入數(shù)據(jù)→計(jì)算結(jié)果。 (3)物理量的單位的運(yùn)用：若已知量的單位不是伏、安、歐，要先化為伏、安、歐再代入式子計(jì)算。 解答并板書。 解：由I＝U/R得到R＝U/I＝2.5V/0.3A≈8.3Ω 問題：結(jié)合這道例題請(qǐng)同學(xué)們思考一下，我們?nèi)绾螠y(cè)量才能知道這個(gè)電阻的阻值呢？(教師出示一個(gè)定值電阻) 分析：這道例題為我們提供了一種測(cè)定電阻的方法。如果分別用電壓表和電流表測(cè)出電路中某一導(dǎo)體兩端的電壓值和通過它的電流值，就可以根據(jù)歐姆定律算出這個(gè)導(dǎo)體的電阻值。 強(qiáng)化練習(xí)：①一個(gè)定值電阻兩端的電壓是0.25V時(shí)，流過它的電流是0.13A。如果流過它的電流變?yōu)?.91A，此時(shí)它兩端的電壓是多大？ ②一個(gè)電阻箱接在電壓不變的電源上，把它的電阻調(diào)到350Ω時(shí)，流過它的電流是21mA。若再調(diào)節(jié)電阻箱，使流過它的電流變?yōu)?26mA，此時(shí)電阻箱的電阻應(yīng)是多大？ 學(xué)生討論：為什么電流表不能直接接到電源兩極上去，而電壓表可以呢？ 學(xué)生回答，教師訂正，并進(jìn)行適當(dāng)解釋。 解答參考：電流表的特點(diǎn)是電阻很小，當(dāng)電流表直接接在電源兩端時(shí)，通過電流表的電流就會(huì)過大，燒壞電流表。同理，電壓表的電阻卻很大，即使將電壓表直接接在電源兩端，通過它的電流也很小，所以燒不壞電壓表，也就可以直接接在電源兩端了。 三、反思總結(jié)，布置思考題 1.請(qǐng)學(xué)生總結(jié)本節(jié)課的主要收獲，教師再做適當(dāng)?shù)难a(bǔ)充。 2.教師進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)本節(jié)課的重點(diǎn)、難點(diǎn)和關(guān)鍵點(diǎn)。 3.布置思考題及課后作業(yè)。 課后作業(yè)：教材第75頁“自我評(píng)價(jià)”第1題。 - 5 -